Predstaviť výkon výkon z uhlík vlákno zosilnené PEEK materiály a štrukturálne vlastnosti z dielov vyrobených z tohto materiálu, analyzovať the ťažkosti v spracovaní suché materiály, vybrať polykryštalické diamant nástroje nástroje a iné nástroje as výskum objekty, a preskúmať polykryštalické diamantové nástroje založené na na dizajn z viacnásobných porovnávacích procesoch experimentoch. The aplikácia z diamant náradie v spracovaní uhlík vlákno vystužené plasty (PEEK5600CF30) a spracovanie parametre z bežne použité nástroje.
1 Predslov
Karbón vystužené vláknami PEEK materiál efektívne zlepšuje opotrebenie odpor a mechanické vlastnosti z materiálu po pridávanie uhlík vlákno. It je a špeciálne inžinierstvo plast s výborný výkon. Medzi nimi, vysoká opotrebenie odolnosť a vynikajúcimi mechanickými vlastnosťami of PEEK5600CF30 materiálom výrobou široko-použitým v vzduchotesným tesnením a podporou polohovaním dielmi. Hlavné problémy mať tiež bolo vyskytlo kedy sústruženie PEEK5600CF30 materiály, také ako rýchle nástroj opotrebenie a nízke spracovanie účinnosť. kedy spracovanie vysoká presnosť rozmery, the nástroj kompenzácia hodnota zmeny veľa, a spracovanie presnosť je nie ľahké na záruka. PCD (polykryštalické diamant) nástroj materiál má výhody z tesné častice kombinácia, nie ľahké zlomiť a vysoké opotrebenie odolnosť. As a sústruženie nástroj, the predná a zadná uhly plechovka dosah a veľká hodnota a rezanie sila je malý. It je vhodný na spracovanie nekovové materiály [1- 3}].
2 Štrukturálne charakteristika a spracovanie problémy z dielov
The vyhadzovanie hák znižovanie opotrebenia krúžok spracovaný podľa autora's jednotka je vyrobený z uhlík vlákno vystužený inžinierstvo plast PEEK5600CF30. The stena hrúbka z časť časť je 1mm, povrch drsnosť hodnota z vnútorný otvor a vonkajší kruh Ra is 1,6μm, a vonkajší kruh priemer is 30~55mm. , the dĺžka je 1~10mm, časť štruktúra a trojrozmerný pohľad are zobrazený v obrázok 1 a obrázok 2.
obraz
Obrázok 1 Proti treniu krúžok štruktúra
Obrázok 2 trojrozmerný pohľad z protitrenie krúžok
Tam sú sú tri hlavné problémy čelia spracovanie z PEEK špeciálne inžinierstvo plasty: prvé, použitie z karbidu nástroje na spracovanie, nástroj životnosť je extrémne zlé; druhý, rozmerný presnosť a povrch drsnosť z súčasti nemôžem účinne počas spracovanie, a kvalita stabilita je slabý; tretí, otáčanie spracovanie spracovanie účinnosť je nízka a rezanie parametre potreba na by be Optimalizované [4, 5].
3 riešenia
3.1 PCD rezanie nástroje
A všeobecné PCD nástroj pozostáva z troch častí: kov nástroj, PCD náplasť a lepidlo vrstva. Obrázok 3 is a schéma diagram z a typické PCD čepeľ štruktúra. The cementované karbidové kovové matricové a the PCD patch are spojené o o an lepidlo vrstva.
obraz
Figure 3 PCD tool
The quality of PCD tools is mainly determined by the grinding quality of PCD patches and the material quality of PCD patches. At present, major domestic PCD tool manufacturers have been able to achieve localization and precision processing of PCD materials. Therefore, the price of domestic PCD cutting tools has dropped from being unattainable in the 1990s to basically the same as high-quality carbide. However, compared with imported PCD tools, domestic PCD tools still have some shortcomings, such as unstable quality and short service life. Some domestic PCD cutting tools use imported materials. Due to domestic processing levels, their edge processing technology still lags behind foreign countries. According to the size of the diamond particles that make up the material, commonly used PCD materials are divided into 20, 30 and 30M grades. The larger the particle size, the larger the material grade. Similar to the particle size of cemented carbide, larger particle sizes have better wear resistance and are suitable for processing harder materials.
3.2 Nástroj výber
Prevzatie spracovanie z vyhadzovanie hák proti opotrebeniu krúžok z a typický diel vyrobený z PEEK5600CF30 ako test objekt , karbid nástroje nástroje bol použitý na spracovanie resp. The rozdiel v opotrebovaní a opotrebenie hodnota zmeny medzi dva boli pozorované , a spracovanie parametre z dve boli porovnané. The nôž materiál 2c spracovanie vybavenie a počet of spracované diely sú zobrazené v tabuľke 1.
Tabuľka 1 čepeľ materiál , spracovanie vybavenie a počet spracovaných dielov
obraz
Počas obrábanie proces of cementovaný karbid vložky, kráter opotrebovanie, bok opotrebovanie a drážka opotrebovanie na hrable tvár are náchylnosť na výskyt. D počiatočný fáza z nástroj opotrebenie, rez rez hrana je náchylný na praskanie splatný na vytláčanie z uhlík vlákno; hrable povrch povlak je rýchly poškodený pod the trenie z karbón vlákno materiál, a čepeľ matrica opotrebovávanie rýchlo, spôsobuje hranu pevnosť na ďalší znižuje a rezanie hranu poškodzovanie na zintenzívnenie; in závažný in in opotrebovanie štádium, the bok povrch z z nástroj je vážne opotrebované a oblúk tvar z nástroj tip je poškodené (pozri obrázok 4), výsledné v a znížení v obrábanie presnosť z z dielov 2c vážne príruba a otrepy, a povrch kvalita nemôžeme zaručiť.
obraz
Obrázok 4 Oblúk tvar z nástroj tip je poškodený
The nástroj tip oblúk polomer hodnota z z the čepeľ zobrazený v obrázku 4 meraný použitím an OLYMPUS vysokovýkonný elektrón mikroskop is 0,34mm, a hrotu polomer of the nepoužitý čepeľ is 0,4mm. The rozdiel ukazuje že the odchýlka z the teoretický nástroj tip poloha is -0,06mm. kedy spracovanie podľa nástroj tip poloha meraný kedy spracovanie the first part, it znamená to the the diel spracovanie obrys chyba is +0,06mm. Porovnanie obraz z stena hrúbka tolerancia z the anti-trenie krúžok časti v mm, toto tolerancia je dosť na príčina súčiastky k na be zošrotované.
Po použití PCD polykryštalickom diamante rezanie nástroje , nástroj opotrebenie bolo efektívne vylepšené. Pod to isté spracovanie čas a rezanie podmienky , iba hrable tvár z kotúč a nízky stupeň opotrebenia, rezanie okraj je v podstate neporušený, a oblúkový oblúk tvar z nástroj nástroj tip udržiava vysoká presnosť presnosť ( vidieť obrázok 5), obrábanie presnosť z dielov bol veľmi vylepšený.
obraz
Figure 5 The arc shape of the tool tip maintains high accuracy
Figure 5 shows that the tool tip arc radius of the blade measured using an OLYMPUS high-power electron microscope is 0.385mm, and the tool tip radius of the unused blade is 0.4mm. The difference shows that the deviation of the theoretical tool tip position is -0.015mm. When processing according to the tool tip position measured when processing the first part, it means that the part processing contour error is +0.015mm. Comparing the picture of the wall thickness tolerance of the anti-friction ring parts in mm, the parts are still qualified at this time.
Cez toto test, to môže byť uzavreté to karbid vložky are nie vhodné na sústruženie PEEK5600CF30 materiály, a PCD náradie are vhodné na sústruženie PEEK5600CF30 materiály. The use of grade 20 PCD tools can meet the needs. The cylindrical PCD turning tool selected in actual processing is shown in Obrázok 6.
obraz
Obrázok 6 Externé PCD sústruženie nástroj
3.3 Analýza spracovania rozmer presnosť chyba
(1) The vplyv z nástroj rezanie sila na na spracovanie z protitrenie krúžky. počas spracovanie z častí, if the CNC program je kompilovaný podľa na na normálna veľkosť z z the anti-trenie krúžok časti, je nájdený to tvar z vnútorný vnútorný diera a vonkajší kruh po spracovaní mať a kužeľ/3a na dĺžka z 10} to 12 mm, The variácia z v vnútorný diera z the part is 0.04~0,05mm, and the variation of the outer circle is 0,01~0,03mm. The shape of the inner hole and outer circle is shown in Figure 7.
obraz
a) teoretický stav z častí po spracovania b) skutočný stav z častí po spracovanie
Obrázok 7 vnútorný otvor a vonkajší kruh tvar
The dôvod je analyzované to ústa časť časť časť časť časť má nízka tuhosť, a nástroj dáva cesta počas rezanie proces. Po spracovaní a ladení, te kužeľovanie zov častí po spracovaní je kompenzované v the CNC programe na lepšie zabezpečenie spracovanie presnosť. Po pokuse obrábaní z dielov, tam je priame vzťah medzi rezanie množstvo z vnútorný vnútorný diera a osová dĺžka z časti časti The axial veľkosť zväčšujesa a deformácia z otvoru zväčšuje. po kompenzácia the kužeľ/počas programovanie proces, the obrábanie presnosť z z diely môže byť efektívne zlepšiť.
(2) The impact of tool wear on the dimensional accuracy and surface quality of parts. Taking the processing of anti-friction ring parts as an example, the situation verified on site is as follows: after processing 40{{10}} pieces, due to severe tool wear, if it continues to be used, it is recommended to process 50 pieces every time. Adjust the tool compensation value and taper once, and adjust the diameter value by 0.02mm each time. The processing conditions are: use CTX310 CNC machine tool to process PEEK5600CF30 bar stock, and the tool is a domestic PCD inner hole boring tool. Processing parameters: spindle speed 1800r/min, feed rate 0.06mm/r, finishing machining allowance 0.05mm, it is not recommended to continue using it after 700 to 800 pieces, and the tool must be changed. The reason for this operation is that the cutting force increases due to tool wear, which in turn affects the dimensional accuracy and surface quality of the part. The tool offset value and the CNC program must be adjusted in time to ensure the part processing qualification rate.
3.4 Rezanie parametre
Tabuľka 2 zobrazuje odporúčané PCD nástroj stupne a zodpovedajúce rezanie parametre. Podmienky pre použitie z toto parameter: The processing stroj nástroj is a CTX310 CNC sústruh, stena hrúbka z časť časť je väčšia ako alebo rovná k 1mm, a the processing vonkajšia kruh priemer is 30~50mm. In pridanie, prosím poznámka to výrobca z the PCD čepeľ použitý nad je SECO (Seco), a the tool parametre z iné značky môžem byť doladiť na toto základ.
Tabuľka 2 Odporúčané PCD nástroj stupne a zodpovedajúce rezanie parametre
